微凝胶基复合水凝胶的合成与流变性能研究

阳离子共聚物poly(HEMA-co-DMA+)(HEMA—甲基丙烯酸-β-羟乙酯,DMA—甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯)经原子转移自由基聚合和季铵化反应得到。采用乳液聚合法制备甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸(MAA)的交联微凝胶poly(MMA/MAA)。微凝胶和阳离子共聚物混合后调节pH,形成离子键交联的复合水凝胶。SEM结果显示复合水凝胶具有珊瑚状疏松网络结构,形成了更好的介质输送通道。流变学研究结果表明,微凝胶和阳离子共聚物的质量比为12/7时,复合凝胶具有更高的临界屈服应变(γ*≈10),而同浓度微凝胶形成的凝胶γ*≈1.75。     

抗冻pH敏感水凝胶聚α-甲基丙烯酸/丙烯酰胺的制备及性能研究

pH敏感水凝胶具有高含水、低摩擦、环境敏感等优良性能,在生物医药,环保等领域广为运用,但传统水凝胶因为低温易凝固限制了其应用范围。本实验以CaCl_2为增强剂,通过原位自由基聚合制备耐低温的水凝胶聚α-甲基丙烯酸/丙烯酰胺[P(AM/MAA)]。考察时间和pH对水凝胶P(AM/MAA)溶胀行为的影响,并重点探讨了低温对P(AM/MAA)凝固的影响。结果表明:添加了CaCl_2的P(AM/MAA)抗冻性能优越,pH敏感性能突出。     

pH调节法制备自愈合明胶/聚甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸复合水凝胶

以甲基丙烯酸甲酯(MAA)与甲基丙烯酸(MAA)为单体,纳米SiO_2为稳定剂,通过Pickering乳液聚合合成了粒径约300nm的表面负载SiO_2的聚甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸乳胶粒(PMMS胶粒)。pH升高,流动性PMMS的水分散体系形成固态凝胶。PMMS与明胶的混合物在pH调节下形成具有自愈合能力的复合水凝胶。采用扫描电子显微镜观察了凝胶的微观结构,动态流变仪表征凝胶的黏弹性质及自愈合性质。结果表明:明胶/PMMS复合凝胶具有很好的自愈合性质。     

pH敏感水凝胶微球的制备及二甲酸钾缓释和抗菌性能分析

二甲酸钾(KDF)为抗生素的新型替代品,但在牲畜饲养中还未大量普及。采用水热法自制P型分子筛(Zeolite P),负载KDF分散在羧甲基纤维素(CMC)溶液中,与FeCl₃交联,利用凝聚法制备壳聚糖-羧甲基纤维素-P型分子筛-二甲酸钾pH敏感水凝胶抗菌微球。通过FT-IR,TGA和SEM分析可知,壳聚糖(CS)和CMC通过离子键形成结构稳定的聚电解质复合物,Zeolite P镶嵌缠绕在CMC基质中。溶胀差异性表明水凝胶微球具有高pH敏感性,可以适用不同pH条件下的持续给药。缓释动力学研究表明:抗菌微球对KDF具有一定的缓释作用,且遵循一级动力学释放模型和Higuchi模型。体外抗菌实验发现,抗菌液浓度为24 mg/mL和48 mg/mL时对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有显著的抗菌性,可以有效地抑制细菌的生长。     

pH敏感P(MAA-co-AM)水凝胶的制备及溶胀行为研究

以甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酰胺(AM)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺作交联剂(BIS),过硫酸铵为引发剂(APS),用溶液聚合的方法合成水凝胶P(MAA-co-AM),研究了单体配比及干燥方式对水凝胶表面形貌以及对水、不同pH溶液及盐溶液的溶胀行为的影响。结果表明,P(MAA-co-AM)16凝胶(MAA/AM摩尔比为16∶100)冻干处理后具有均匀的大孔;与PAM和PMAA凝胶相比,P(MAA-co-AM)16凝胶的吸水溶胀速率快(1h溶胀平衡)、平衡溶胀比大(ESR=250)、pH体积响应变化大(pH为4.01、6.86、9.18时的ESR分别为20、60、141),吸盐率比PMAA有所提高。     

葡聚糖水凝胶微球的制备与表征

采用反相微乳液交联法,以葡聚糖天然高分子为原料,制备了一系列基于葡聚糖的水凝胶微球。葡聚糖通过高碘酸钠氧化进行醛基化修饰,进一步与乙二胺发生还原胺化反应进行交联;交联反应在以失水山梨酸酯类(Span 80/Tween 80)表面活性剂复配体系作为乳化剂、环己烷为油相构成的油包水型反相微乳液中进行。表面活性剂复配体系的组分配比是影响该葡聚糖水凝胶微球的粒径及形貌的重要因素,研究结果表明,随着表面活性剂复配体系的亲水亲油平衡值(HLB value)增加,微球粒径呈现先减小而后增大并基本保持不变的趋势;当该复配表面活性剂的HLB=5.27(即,m(Tween 80)/m(Span 80)=10)时,获得的葡聚糖凝胶微球粒径最小且平均粒径为(21.6±1.65)μm,粒径分布在15~28μm之间。     

温敏性三元共聚水凝胶溶胀及消溶胀行为

采用自由基溶液聚合法,室温下制备了聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-壳聚糖-co-甲基丙烯酸)[P(NIPAM-co-CS-co-MAA)]三元共聚水凝胶,以红外光谱及质量法对凝胶结构和溶胀性进行了表征。结果表明,高交联凝胶溶胀符合non-Fickian扩散;温度高于35℃时溶胀的共聚凝胶均发生明显收缩;相同甲基丙烯酸(MAA)和壳聚糖(CS)单体用量,MAA对凝胶溶胀和消溶胀影响大于CS。不同pH溶液中的溶胀碱性时比酸性条件下更大,pH=5.0左右较差,显示与传统甲基丙烯酸系水凝胶不同的pH敏感性,其消溶胀动力学满足一级动力学方程。     

壳聚糖透明质酸复合水凝胶的制备及性能

用零长度的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)和N-羟基丁二酰亚胺(NHS)作为偶联剂和稳定剂制备了壳聚糖基透明质酸复合水凝胶,探讨了溶液pH值对该类水凝胶溶胀性的影响。溶液的pH在4.0时,该类水凝胶的溶胀率最低,升高和降低溶液的pH,该类水凝胶的溶胀率均升高,文中还对水凝胶的降解率进行了研究,实验发现,交联后的水凝胶具有一定的稳定性。包埋在此水凝胶中的牛血清蛋白(BSA)释放随载药介质pH值的变化而显著不同,pH 7.4条件下载药的水凝胶释药率大于pH 1.2条件下的释药率。因此,具有pH敏感性的壳聚糖透明质酸复合水凝胶在药物运输领域具有潜在的应用。     

改性硅气凝胶/聚甲基丙烯酸甲酯乳液的制备与性能研究

采用HMDS(六甲基二硅氮烷)改性硅气凝胶,通过乳液聚合法,将改性硅气凝胶与甲基丙烯酸甲酯(MMA)进行聚合,制得改性硅气凝胶/聚甲基丙烯酸甲酯复合乳液,并且讨论了硅气凝胶的表面状态,以及改性气凝胶质量分数对复合乳液性能的影响。结果表明:HMDS可成功修饰于硅气凝胶表面,将改性硅气凝胶与PMMA乳液体系复合,乳液综合性能呈现较为显著的变化。HMDS修饰的硅气凝胶有助于降低乳液的导热系数,加入3%HMDS修饰的硅气凝胶可以使成膜后的乳液具有较低的导热系数。     

可生物降解聚天冬氨酸水凝胶的合成及性能

采用两步交联法合成了可生物降解聚天冬氨酸水凝胶。首先用赖氨酸作为内交联剂对聚丁二酰亚胺进行开环反应,以侧基的形式引入聚合物链中,然后用戊二醛为表面交联剂进行进一步交联反应,从而形成水凝胶。研究了反应温度、时间、赖氨酸及戊二醛用量对水凝胶溶胀性能的影响。并对水凝胶的溶胀机理进行了初步的探讨,结果表明,溶胀过程属于非Fickian扩散。pH敏感性测试表明水凝胶在pH=3.4时收缩,而在pH<3.4和pH>3.4时溶胀,且在中性和碱性条件下的溶胀率大于在酸性条件下的溶胀率。     

以水玻璃为源常压制备高保温二氧化硅气凝胶

以低成本工业级水玻璃为硅源,水为反应物及溶剂,在无需复杂的树脂交换和水洗条件下,分别采用HF一步快速催化法和HNO3-NaOH酸碱两步催化法,通过溶胶-凝胶技术制备出二氧化硅水凝胶.采用三甲基氯硅烷(TMCS)和六甲基二硅醚(HMDSO)作为表面修饰剂,在常压条件下制备了低热导率(0.03W/(m·K))、比表面积在200～500m2/g之间的低密度、疏水特性可调,具有高效保温性能的纳米多孔二氧化硅.对该材料的制备过程、形成的结构以及反应机理、保温原理进行了讨论.     

大粒径由羧基修饰的交联聚苯乙烯微球的制备与表征

以分散聚合法制得的聚苯乙烯微球为种子,以1,2-二氯乙烷为溶胀剂、己二酸二辛脂(DOA)为助溶胀剂、二乙烯基苯(DVB)为交联剂及甲基丙烯酸(MAA)或丙烯酸(AA)为水溶性功能性单体,采用活性溶胀聚合法成功制得大粒径由羧基修饰的交联聚苯乙烯微球.研究了溶胀剂种类及活性种球粒径对交联聚苯乙烯羧基微球最大平均粒径及粒径分...     

分散聚合法制备功能高分子磁性微球P（St/MAA）/Fe3O4

在共沉淀法合成超细粉末Fe3O4的基础上,采用分散聚合法.以苯乙烯(St)和甲基丙烯酸(MAA)为共聚单体,以偶氮二异丁腈为引发剂(AIBN),聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为稳定剂,乙醇/水混合溶剂为分散介质,制备了微米级、单分散性较好的P(St/MAA)磁性高分子微球.重点研究了分散介质、加热方式和体系pH值等因素对聚合体系稳定性的影响,并对所制备的磁性微球的外观形态、粒度分布、内部结构和表面羧基含量进行了表征.     

基于可逆共价酰腙键制备海藻酸水凝胶及其pH响应性研究

利用醛基化海藻酸钠与酰肼基聚乙二醇反应,获得动态共价键交联的海藻酸水凝胶。通过核磁共振光谱、红外光谱、扫描电镜对水凝胶的结构进行了表征,采用流变仪测定水凝胶的流变性能。结果表明该水凝胶具有较高的弹性和强度,并且随pH值的变化,可以实现溶胶-凝胶转化,即在中性条件下形成凝胶,在酸性条件下则变为溶胶。基于这种优异的性能,再加上优良的生物相容性,将为此类材料在药学生物领域的应用打下坚实的基础。     

透明质酸-MMP敏感肽仿生杂化水凝胶的制备及其对骨髓间充质干细胞分化调控的影响

设计合成了3种不同序列的基质金属蛋白酶(MMP)敏感肽,与活性基团马来酰亚胺修饰后的透明质酸进行共价交联,制备一类对MMP具有响应性的透明质酸仿生杂化水凝胶,并研究其对诱导兔骨髓间充质干细胞(BMSCs)向软骨方向分化的影响。以N-羟基硫代琥珀酰亚胺(Sulfo-NHS)与1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)为催化剂,活化透明质酸羧基后,与N-(2-氨基乙基)马来酰亚胺三氟乙酸盐(AEM)常温搅拌反应,得到接枝马来酰亚胺基团的透明质酸(HA-MAL),马来酰亚胺基团与MMP敏感肽上的巯基在常温下即可发生加成反应。共价交联MMP敏感肽的水凝胶具有良好的机械性能,能够包埋细胞3D培养达4周以上。对水凝胶3D及孔板2D培养的BMSCs进行实时荧光定量PCR测定软骨方向分化的特征性基因Marker表达,结果显示,3种水凝胶对COL1A2、COL2A1、ACAN、SOX9 4种基因表达具有不同程度的上调作用,可促进BMSCs的软骨分化。     

全物理交联三重互穿网络水凝胶的制备与性能

为提升水凝胶的综合力学力学性能,设计并研究了一种全物理交联三重互穿网络水凝胶.以自由基乳液聚合法,获得疏水缔合交联的聚丙烯酰胺网络,水凝胶一步成型,依次通过冷冻-融化循环、浸没FeCl3溶液分别形成微晶交联的聚乙烯醇网络及离子交联的海藻酸钠网络.获得P(AM-SMA)/PVA/SA三重互穿网络(HMITN)水凝胶.通过...     

GSH、pH及温度多重敏感型微凝胶的合成及性能

以含二硫键的二甲基丙烯酸酯(CL)为交联剂,甲基丙烯酸(MAA),N-乙烯基己内酰胺(VCL),聚乙二醇甲基醚甲基丙烯酸酯(mPEGMA)为共聚单体,通过均相聚合合成具有多重敏感性的微凝胶P(VCL-S-S-MAA)-PEG。通过傅里叶变换红外光谱、动态光散射、扫描电镜表征微凝胶结构、粒径和表面形态。以阿霉素(DOX)为模型药物,研究微凝胶对药物的包载情况,通过紫外分光光度法分析了微凝胶对药物的包载能力。采用紫外分光光度计初步研究了载DOX凝胶粒子在不同pH(5.4,6.5,7.4),不同温度T(37℃,45℃,65℃),以及不同浓度谷胱甘肽(GSH)(0 mmol/L,0.02mmol/L,5mmol/L,10mmol/L)体外的释药情况。结果显示,该微凝胶对DOX的包封率为72.10%,载药量为1.44%。体外释药研究表明,该微凝胶具有显著的pH,GSH,温度多重敏感性。     

分散聚合法制备P(AM-AMPS)微凝胶及其性能研究

以2,2’-偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-代)丙烷]二盐酸盐(VA-044)为引发剂,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(Bis-A)为交联剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP K-30)为稳定剂,在乙醇/水混合介质中使丙烯酰胺(AM)与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)进行分散共聚,制备了一系列P(AM-AMPS)微凝胶。分别讨论了醇水体积比、稳定剂、AMPS和引发剂用量对微凝胶粒径的影响,实验结果表明所得微凝胶的粒径随着介质中水含量和引发剂用量的增大而增大,随稳定剂和AMPS用量的增大而减小。通过改变聚合反应条件,可以得到粒径在0.60～2.67μm的微凝胶,该微凝胶具有良好的溶胀性和一定的耐盐性能,为其作为油田堵水调剖剂提供了技术保证。采用差示扫描量热仪(DSC)考察了微凝胶的热性能,结果表明微凝胶的玻璃化转变温度随反应体系中AMPS用量的增大而提高。     

P(MAA-co-DMA)两性电解质微凝胶的制备与性能

以甲基丙烯酸(MAA)和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMA)为单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用反相微乳液聚合法制备了一系列不同单体物质的量比的聚两性电解质微凝胶P(MAA-co-DMA)。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、电位与电导滴定、动态光散射(DLS)及紫外可见分光光度法等测试手段对其进行表征与分析。研究结果表明,P(MAA-co-DMA)为两性聚合物,其实际组成与投料比一致;在低和高pH值范围,微凝胶粒子处于溶胀状态,在等电点(IEP)附近,粒子收缩,微观结构变得紧密,IEP值与理论预测值相比有所偏移;随着pH值的变化,微凝胶分散液透光率变化不明显。     

BEM含量对MAA-EA-MMA共聚物乳液的pH响应性研究

采用乳液聚合工艺合成了二十二烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(BEM)含量不同的疏水改性碱溶性甲基丙烯酸(MAA)-丙烯酸乙酯(EA)-甲基丙烯酸甲酯(MMA)聚合物乳液(HASE)。通过控制NaOH的加入量调节大分子链中MAA的中和度,即NaOH/MAA的物质的量比a,研究了pH值对HASE体系透光率和表观黏度的影响,分析了pH值在相态变化过程中的作用,以赫谢尔-巴尔克莱三参数流变方程模拟流变曲线,探讨pH值和BEM含量在pH值二次增加时对流变行为的影响。结果表明:pH值在NaOH/MAA的物质的量比a≈0. 3～0. 6时略降低; pH值最低时,亲水和静电斥力作用与疏水作用达到平衡,HASE分子由充分溶胀的乳胶粒子相态变为溶液; BEM含量增多,中和反应和相态转变的pH值越高;表观黏度、屈服应力、稠度系数和流变指数都存在pH (约为6. 7)敏感性,且BEM含量越多,敏感点的pH值越高。